• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권11호
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• pp.104-109
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• 2017

도시화와 기후변화로 인해 홍수피해의 증가, 수질의 악화 등의 피해가 커지고 있다. 이에 대응하기 위해 전세계적으로 도시유역의 수문학적 체계를 가능한 자연 상태로 복원하고자 하는 기술인 저영향개발(Low Impact Development, LID) 기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 정부에서 발표한 저탄소녹색성장기본법, 친수구역 특별법 등에서는 LID 기법과 같은 기술의 중요성을 명시하고 있다. 현재 저영향개발 요소기술은 다양하게 개발되고 있으나 요소기술의 효율성 검증에 대한 연구는 거의 전무한 실정이다. 본 연구에서는 초보 단계에 있는 저영향개발(LID)기법의 효율성 검증을 위해 K-LIDM 모형을 사용하여 주차장의 투수 불투수 포장 최적 공간 분포를 분석하였다. 8가지의 포장 시나리오와 3가지 강우강도 시나리오를 활용하였으며, 하부 40%의 투수포장이 전체 투수포장과 유사한 약 90%의 유출 저감 효과를 나타내는 것으로 나타났다. 이러한 분석과 실제 투수포장에 대한 실험의 연계를 통하여 향후 도시 계획, 단지 조성 등에 LID 시설을 배치하기 위한 근거 자료로 활용 될 것이다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.272-278
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• 2016

투수성 포장은 도시에서 불투수면 증가에 따라 발생하는 환경문제에 대응하기 위한 대표적인 저영향개발 (Low-Impact Development, LID) 기법의 하나이다. 도시의 도로가 투수성 포장으로 바뀐다면 도시의 불투수면이 약 절반으로 줄어들고, 더 나가 지붕으로부터의 강수 유출까지 수용할 수 있다면 도로는 도시 물 순환 문제의 원인자에서 해결자로 전환될 수 있다. 그러나 국내에서는 경험과 인식의 부족으로 투수성 포장을 적용하는 경우가 거의 없는 실정이다. 도로 포장을 설계, 시공 및 관리하는 도로 기술자는 전통적으로 포장 구조에 물이 들어가는 것을 피하려 하고, 수자원 전문가는 투수성 포장의 도시홍수 저감효과에 대해서 의문을 가진다. 본 연구에서는 국내외의 다양한 연구 결과를 검토하여 투수성 포장에 대한 역사와 최신 기술을 분석하였다. 최신의 투수성 포장 기술을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 투수성 포장은 기존의 방법대로 설계해도 노상 약화와 동결 융해로 인한 구조적인 문제가 없다. 둘째, 투수성 포장의 저수층 두께의 조절로 도시수문 설계에 직접 반영할 수 있다. 셋째, 기존의 다른 비점오염 처리시설에 비하여 수질처리 효과가 떨어지지 않는다. 특히 투수성 포장은 겨울철 제설제 사용을 저감하여 보다 친환경적이다.

• 한국습지학회지
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• 제18권3호
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• pp.324-329
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• 2016

인공습지는 오염물질 저감기능을 포함하는 여러 가지 생태서비스 기능 때문에 다양하게 적용되고 있다. 그러나 인공습지에 많은 입자상 물질이 유입하게 되면 유지관리의 어려움과 기능의 저하를 초래한다. 따라서 본 연구는 인공습지 내입자상 물질의 제거효율 향상을 위한 침강지내 최적 baffle 설치방안을 도출하고자 수행되었다. 최적 저류판 설치방안은 침강지내 유체와 입자의 흐름을 해석함으로써 도출가능하며, 이를 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 이론을 활용하였다. 연구결과는 baffle이 유속을 저하시키고 입자상 물질의 침강효율을 증가시키는 것으로 나타났으며, 경사각을 가진 저류판보다는 수직 저류판이 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 연구결과를 활용하여 공공지역 비점오염저감시설로 설치된 소규모 하이브리드 인공습지의 침강지 효율개선 방안을 도출하였다. 수직각을 이용한 저류판을 설치할 경우 침강효율이 1.2~1.3배 정도 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 침강지 내 저류판의 설치에 따른 결과는 인공습지의 전반적인 저감 효율을 증가시킬 뿐만 아니라 유지관리 빈도를 줄임으로써 비용효율적 인공습지 설계에 기여할 것으로 평가된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권4호
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• pp.267-278
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• 2022

최근 국내에서는 집중호우로 인해 홍수피해가 자주 발생하고 있으며 피해규모가 증가하고 있다. 특히 도시지역은 인구와 재산이 밀집되어 있어 홍수에 매우 취약한 지역이며, 매년 하수관거 설계빈도 이상의 강우 발생 등으로 인해 내수침수 피해가 발생하고 있다. 각 지자체에서는 홍수피해 저감을 위해 기상청에서 전국적으로 동일한 강우기준에 따라 발령하는 호우특보를 통해 홍수피해 대비 및 대응을 실시하고 있다. 하지만 서울특별시는 25개 자치구가 밀집되어 있지만 자치구별로 기후, 지형, 방재 등 지역특성 및 홍수피해 특성이 상이한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 서울특별시 25개 자치구를 대상으로 지역특성을 고려한 엔트로피 가중치 및 유클리드 거리를 활용하여 자치구별 홍수취약도를 산정하고, 확률강우량 및 과거 홍수피해 강우량을 기반으로 강우기준을 산정하였다. 그 결과 자치구별 2단계 강우기준은 기상청의 호우주의보 기준, 4단계 강우기준은 호우특보 기준과 크게 차이가 나지 않는 것으로 분석되었다. 또한 기후노출이 높고 적응도가 낮은 서울 북부지역이 상대적으로 홍수취약도가 높아 강우기준이 낮게 산정되었다. 이에 따라 서울 북부지역은 상대적으로 낮은 강우기준에 따라 선제적으로 홍수대응이 가능할 것으로 판단된다. 향후 지역특성 및 피해특성을 고려하여 산정된 자치구별 강우기준을 활용하여 기상예측자료의 적용성을 검토하고, 선제적인 홍수대응방안 마련을 위한 연구를 수행할 예정이다.

• 한국조경학회지
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• 제38권2호
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• pp.94-108
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• 2010

수원 화성을 건설할 당시 용연과 화홍문 일곽의 모습을 원형경관으로 보고, 이 일대 경관의 변모과정을 추적하여 원형 복원을 위한 자료 제공 목적으로 시도된 본 연구의 결과는 다음과 같다. 용연(龍淵)은 '용연정', '용두각'이라는 이칭에서도 확인되듯이, 용두암 위에 지어진 방화수류정은 용연과 일체감을 갖는 장소정체성이 부각된 시설이다. 방화수류정에 접한 용연의 남측 호안은 용두암의 자연지형을 최대한 이용하여 경계를 삼았으며, 현재 용연의 둘레길이는 원형보다 상대적으로 짧은 반면, 용연내 중도 크기는 1970년대 복원시 이미 원형보다 확대 복원된 중도를 보완하여 재정비한 명백한 과설계(過設計)의 사례로 보인다. 또한 용연의 깊이는 조성 후 지속적인 범람 등으로 복토된 상태에서 초기의 깊이를 상정하지 않은 채 실제 깊이보다 낮게 조성되었다. 그리고 현재 약 10m가량 들여서 설치된 토수구의 원형적 모습은 유천에 맞대어 시설되었던 것으로 추정된다. 한편, 용연의 식재경관은 용두암을 제외한 외곽으로는 버드나무가 단순림으로 환식되고, 중도에는 소나무와 관목성 낙엽활엽수를 혼식한 것으로 보인다. 조사대상 일원의 도입 식물 중에는 화성 건설 이후에 국내에 도입된 수종이 식재되고 있으며, 대부분 유락과 볼거리 제공을 목적으로 한 식재로 일관하고 있다. 또한 일대 성곽에는 일제 강점기인 1920년대만 하더러도 노송이 무리지어 심겨진 모습이 발견되나, 그 이후 도시개발과 한국전쟁의 여파로 조사지역에서 자취를 감추었고, 1980년대 이후 식재사업등 복원과정을 통해 재현되고 있으나 그 식재량은 원형경관에 비해 매우 미미한 실정이다. 이와 같은 결과를 바탕으로 용연과 화홍문 일곽 원형 경관의 진정한 복원을 위해서는 첫째, 용연 지반은 암반이 노출되도록 깊이 준설하고, 용두암과 화홍문 방향의 남서측으로 확장하여 불규칙한 반달 형태로 재조성하는 한편 중도의 크기는 대폭 축소하여야 할 것으로 본다. 둘째, 소나무나 용두암에 자생하는 식물상을 제외하면 대부분의 수종은 경승지로서의 관상 등 볼거리 제공의 목적으로 도입된 비 향토수종으로 처리되고 있음에 따라 화성 축성시 활용된 소나무를 중심으로 한 향토수종 위주로 대체되어야 할 것이다. 특히, 중도에 식재된 능수버들은 용연 외곽으로 처리하고, 중도는 소나무를 주목(主木)으로, 단풍나무나 화목의 낙엽활엽수 등을 첨목(添木)으로 하는 수종 전환이 요구된다. 셋째, 방화수류정에서 북암문 주변에 군식된 리기다소나무와 화홍문 인근에 식재된 스트로브잣나무 등의 외래종은 배격되어야 할 것이다.

• 한국전통조경학회지
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• 제38권4호
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• pp.12-24
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• 2020

본 연구는 홍주목 읍치 일대의 물(水) 공간과 연계하여 홍주성의 형성·변천과정과 더불어 조선 후기 홍주읍성의 공간구조와 축성방식이 지니는 특성을 해석해보고자 하는 목적을 지니고 있다. 조선시대 홍주목 읍치 일대의 수체계는 남에서 북으로, 서에서 동으로 흐르는 가지형 구조의 자연하도를 기반으로 인공적으로 조성된 성안물길과 연못(池) 등으로 구성되어 있다. 다양한 문헌기록, 발굴조사 결과 및 지도자료 등에 대한 분석결과를 종합해보면 수체계가 홍주성의 조영과정에 중요한 영향을 미치고 있음을 알 수 있는데 대표적으로 다음과 같이 요약된다. 첫째, 고려시대 이후 조선 후기에 이르는 홍주성은 큰 위치 변화 없이 금마천과 용봉천을 외수로 삼고 홍성천과 월계천을 중심으로 한 환포형의 지형구조와 하천 합수부의 내측(汭)에 형성된 소규모 침식분지를 이용하여 위치하고 있다. 이러한 홍주성의 입지특성은 고대 중국과 한국에서의 물길을 고려한 도시 입지선정 방법을 반영하고 있는 것으로 이해된다. 둘째, 홍주성 일대 수체계의 골격을 형성하는 홍성천과 월계천, 소향천 등은 다양한 측면에서 홍주성의 입지와 축성방식, 물 관련시설, 읍성 공간구조 등에 영향을 미치고 있다. 또한 홍주성 내외부의 미지형구조는 월계천 및 홍성천의 하도특성과 어우러져 홍주성의 토지이용 및 읍치시설 배치형태를 결정하는데 중요한 영향을 미치고 있다 셋째, 홍주읍성에서는 물을 고려한 다양한 비보조치가 이루어졌다. 홍성천과 금마천 사이의 숲 조성, 조선 후기 읍기(邑基)를 방해한다 하여 이루어진 남문 폐쇄 등은 그 대표적인 조치의 일환으로 이해된다. 넷째, 월계천의 영향으로부터 읍성 또는 읍내 시가구역을 보호하기 위하여 일찍부터 성안물길을 설치하여 물길을 분지시키거나 연못(池)을 조성하는 등 인공 배수시설을 적극적으로 도입하고 있다. 특히 홍주성의 축성방식과 관련하여 수해로부터 성벽을 보호하기 위한 다양한 조치가 이루어졌다. 고려시대 토성과 일체화된 조선시대 석성 구조, 조선 후기 북문지 일대의 퇴축 성벽, 서벽과 동벽에서 보이는 외벽과 내벽 사이의 석렬이나 와편층을 활용한 성벽 축조방식은 그 대표적인 방법이었다.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.295-303
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• 2018

한국의 내륙습지는 동아시아-대양주 철새 이동경로 상 중요한 번식지 및 월동지를 제공하고 있고, 연안습지는 철새들에게 영양분이 풍부한 중간기착지를 제공하는 역할을 하고 있다. 하지만, 1960년대 이후, 한국은 농경지와 도심 확장을 위해 점진적으로 연안습지를 매립하였고, 야생생물 연안습지 서식지 손실로 인한 이동성 물새 개체수 감소를 야기 하였다. 미국(특히, 미주리주)은 이러한 습지 야생생물 다양성 및 개체수 감소를 막기 위해 습윤토양관리 기법을 개발 하여 야생생물 서식지 보전과 개체수 관리를 하고 있다. 습윤토양관리 기법은 습지 야생생물의 서식지 조건을 최대한 충족하는 상태로 습지를 관리하여 서식지 수용력을 높이는 습지관리 기법이다. 습윤토양관리 지역을 조성하기 위해서는 제방과 물의 흐름을 조절할 수 있는 수문을 만들고, 토양, 지형, 가용한 수원 등을 관리 하여야 한다. 또한, 습윤토양관리 지역은 범람과 배수지역을 정기적으로 특정시기에 관리하고, 다년생 식물생장으로 인한 육상화 억제를 위해 일정기간 동안의 토양교란으로 서식지를 관리 하여야 한다. 이러한 관리 기법은 두가지 목적을 가지고 있는데, 하나는 원하지 않은 식물 생육 통제이고, 다른 하나는 야생생물의 서식지와 먹이원을 최대화 하기 위함이다. 범람과 배수 일정은 지역을 고려한 기후적인 변화에 맞도록 유동적으로 반영하여야 한다. 한국의 위도는 미주리 주와 유사해서 습윤토양관리 기법이 한국에 맞는 효과적인 습지조성 및 관리기법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 특히, 이동성 물새(도요 물떼새) 중간기착지와 같은 서식지로의 중요한 역할을 하는 연안습지 인근지역에서 습윤토양관리 기법을 실험적으로 적용하여 한국의 여건(지리, 미기후, 생물종 분포 등)에 맞는지 세부적인 방법을 모색해 보는 연구가 필요하다. 습윤토양관리 기법은 멸종위기 야생생물들에게 주요 서식지를 조성해 줄 뿐만 아니라, 폭넓은 습지 생태계서비스 가치를 함께 제공해 줄 것이다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.155-165
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• 2010

도시 저지대에는 원활한 우수배제 및 내수침수의 방지를 위하여 빗물펌프장이 설치되어 있다. 특히 인구가 과밀화 되어있고 도시화가 완전히 진행된 서울시의 경우 빗물펌프장의 효율적인 운영을 위하여 자동운영시스템이 설치되어 있다. 그러나 현재 자동운영시스템은 유수지의 수위가 일정수위에 도달해야 순차적으로 펌프가 작동하게 되어 있어, 집중 호우 시 효과적인 펌프의 운영이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 전환돈 등(2007)에 의해 제안된 실시간 빗물펌프장 운영시스템을 개선하고 서울시 가산 1 빗물펌프장에 적용하였다. 다양한 확률호우사상에 대하여 본 연구에서 제안된 시스템과 현재 자동운영시스템에 의한 펌프장 운영을 비교한 결과, 유수지의 최대수위가 10-70 cm 저감되는 것으로 나타났으며, 상류유역의 월류량은 약 50% 정도 감소하는 것으로 나타났다. 제안된 시스템을 설치함으로 얻을 수 있는 치수방지효과를 경제적 지표로 나타내었다. 펌프를 증설하여 동일한 효과를 얻기 위해서는 약 49억원의 펌프증설비용이 소요되는 것으로 나타났으며, 우수저류시설을 설치할 경우에는 3.2~6.9억원의 예산이 필요한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 설치된 빗물펌프장 운영 프로그램은 기존의 빗물펌프장을 더욱 효율적으로 사용하여 치수안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단되며, 빗물펌프장 증설이나 우수저류시설을 설치하는 것 보다 저렴하게 도시유역의 치수안전성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권10호
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• pp.729-742
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• 2019

국내의 자연재해피해 중 가장 큰 부분을 대부분은 매년 여름철에 발생하고 있는 태풍과 장마로 인한 침수피해이므로, 도시 홍수에 대한 관심은 꾸준히 증가하고 있다. 반복되는 피해 저감을 위해 다양한 방법으로 홍수취약성을 분석하지만, 반복되는 도시(재)개발로 인해 지형 및 사회경제적인 요인들이 바뀌고 있어, 기존에 실시했던 홍수취약성 분석결과가 현실적으로 반영이 되기 힘든 상태이다. 이에 홍수피해 예방을 위해 변형된 지형과 환경에 맞춰 새로운 홍수취약성 분석을 실시하여 지역의 투자 우선순위를 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 우리나라 중 가장 도시화가 된 서울시 25개 구를 대상지역으로 선정하였으며, 홍수취약성 인자들을 Pressure-State-Response (PSR) 구조로 구분하였다. 압력지수(PI)는 인구밀도, 차량 수 등 9개의 인자를, 상태지수(SI)는 공공시설 피해액 등 4개의 인자를 선정하였으며, 대책지수(RI)는 대피시설 수, 재정자립도 등 7개의 인자를 선택하여 홍수취약성지수를 계산하였다. 각 인자들의 가중치를 계산하기 위해 AHP 방법과 Fuzzy이론을 결합한 Fuzzy AHP 방법을 적용하였다. 그 결과, 세부지수인 압력지수나 대책지수는 가중치 결정방법에 따라 숫자가 변하기는 하지만, 순위 변화는 없었으며, 상태지수는 값 뿐만 아니라 순위에도 다소 변화가 있었다. 또한 세부지수들을 결합하여 계산한 홍수취약성지수는 Fuzzy AHP 방법으로 계산하였을 경우, 강남 지역의 취약성이 눈에 띄게 감소하였다. 이는 강남지역의 홍수피해복구금액이나 재정자립도가 높고, 다른 지자체와 차이가 크기 때문에 Fuzzy 수를 이용하여 불확실성을 고려할 경우 취약성이 낮아진 것으로 분석된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권5호
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• pp.313-323
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• 2019

대심도 터널은 기 개발된 도시의 부족한 배수관망 능력을 보강하기 위하여 지하에 설치하는 대규모 도시홍수 배제 시설물로 역 사이펀 관로 형태를 하고 있는 시설물이다. 대심도 터널과 같은 구조에서는 하류에서 발생한 불규칙 단파에 의하여 터널의 수리적 안정성에 문제가 발생한다. 본 연구에서는 국내 최초로 건설 중인 '신월 빗물저류배수시설'의 수리적 안정성에 불규칙 단파가 미치는 영향을 알아보기 위하여 다양한 홍수유입 시나리오에 대하여 수리모형실험을 실시하였다. 본 연구에서 수행한 수리모형실험 결과 하류에서 발생한 불규칙 단파가 상류로 이동하면서 관 내 포집되어 압축상태인 공기덩어리를 밀어내는데, 이 공기덩어리가 상류 수직유입구를 통하여 급배기 되는 과정에 수직유입구를 질식시키고 홍수유입을 차단하여 월류가 발생하는 것으로 판단된다. 또한 불규칙 단파의 이동속도를 분석한 결과 불규칙 단파가 이동하면서 에너지를 전달하고 이때 관 내 압력 상승 및 불규칙 단파의 속도 증가분이 발생하는 것으로 판단된다. 대심도 터널의 수리적 안정성에 중요한 역할을 하는 불규칙 단파의 크기 및 속도 예측을 위한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.